リアルなガンダムスーツはこんな感じ

ガンダムは、基本的に戦車ではなく人のように見える戦闘車両である「モビルスーツ」で人間が戦うSFアニメです。これは、今日の外骨格の舞台を設定したポップカルチャーファンタジーの世界の1つです。それは、超人的な力を与えるウェアラブルマシンです。

アイアンマンエイリアンスターシップトゥルーパーズハローメトロイドのビデオゲームなどで彼らの肖像を見てきましたが、現在日常的に使用されている多くのテクノロジーと同様に、外骨格はフィクションから現実へと飛躍しました。外骨格は、自然が与えた以上の能力をすでに私たちに与えています。それらは、私たちに大量の物を持ち上げさせ、私たちをより良い兵士にし、それを失った人々に歩くという贈り物を取り戻すことができます。

しかし、次は何ですか?岩を投げたり砕いたりできる10フィートのメカを操縦しますか?私たちは皆、人工心臓で脈動するワイヤーやセンサー、金属製のシェルに覆われるのでしょうか?

トニー・スターク、外骨格はまだそこにありません。それでも。

バッタなどの動物は、体の外側に骨格があります。人間の「外骨格」は、衣服と同じように身に付ける動力付きの機械装置です。これにより、身体が自然にできる性能を上回ります。一言で言えば、それはウェアラブルロボットです。

外骨格は、さまざまな手段で電力を供給できます。バッテリー、油圧、近くの壁のコンセント、または脳内の神経活動の急増に反応するセンサーです。 後者は、麻痺した男性が昨年のワールドカップでフィールドに歩いて最初のキックすることができた方法です:29歳は自動車事故の後に対麻痺のままにされましたが、電極で覆われたEEGキャップはから電気信号を送信しました彼の頭蓋骨を彼のエキソのセンサーに接続し、スーツをトリガーして彼の足を動かしました。

確かに、この時点で、使用されているエキソのほとんどは、手足を使用できなくした衰弱性の怪我に苦しんでいる人々のために設計されています。他の主な聴衆は軍隊です。戦闘準備が整ったロボットボディエンハンサーは、兵士が疲れにくくなったり、徒歩で遠くまで移動したり、戦場で重い荷物を運んだりするのに役立ちます。ロッキードマーティンのHULC戦闘外骨格は、油圧を使用して兵士が最大200ポンドまで持ち上げることができ、外出先でも使用できるようにバッテリー駆動です。

一方、左の写真はハーバード大学で開発されたソフトなエクソスーツで、脚をセンサーとストラップで包み、高齢者の歩行を支援したり、人間よりも重い物を持ち上げる必要のある消防士や救急医療員を支援したりしています。ソフトスーツは、脚のブレースや松葉杖に似た硬くて硬い素材でできているのではなく、テキスタイルです。長いジョンのように見え、腰に取り付けられた小さなモーターを搭載し、通常の脚の動きを模倣する小さなセンサーがちりばめられています。それは歩くのにかかるエネルギーを減らし、人間がエナジャイザーバニーのようなスタミナを備蓄するのを助けます。

かなり甘いです。そして、技術が進歩し、製造するのにより費用効果が高くなるにつれて、エキソスーツは最前線と病院の壁を越えて増殖するでしょう。それらは、農業や看護から小売りや緊急時の最初の対応者まで、さまざまな業界で利用できるようになります。またはあなた自身の家でさえ、重い物を持ち上げたり、DiYの理学療法を支援するために。

ガンダムオタクとエレンリプリーのファンと一緒に来て、未来がどうなるか見てみましょう。

ポップカルチャーは、人間が操縦したミサイル発射メガゾード、または人々を手足のある軍の戦車のように見せかける巨大なハロースタイルの鎧の画像で私たちを驚かせました。しかし実際には、近い将来の外骨格は、ハードウェアをできるだけ少なくし、代わりに目立たず、柔らかくなります。

今日、外骨格は、ワイヤーの束が付いた脚ブレースのように見える傾向があります。電動ウェアラブルは主に戦闘力や運動技能や神経学的能力を剥奪された負傷した患者向けに設計されていることを考えると、扱いにくいエイリアンの拳闘士に装備することがいかに理想的であるかがわかります。

カリフォルニア大学バークレー校の機械工学教授であるHomayoonKazerooni教授は、次のように述べています。「彼らはその中で何もできません。」

Kazerooni'sは、バークレー校で20年以上外骨格を扱ってきました。彼は50を超える特許を取得しており、DARPAが資金提供する下半身装置であるBLEEXなどのエキソを開発しました。これは、災害救援隊員、兵士、または救急隊員が変化する地形で厄介な荷物を処理するのに役立ちます。彼の功績のもう1つは、200ポンドの荷物を運ぶチタン製の脚付きミリタリーウェアラブルであるHULCで、ロッキードマーティンからライセンスを受けています。

科学者たちは現在、外骨格の設計を簡素化することに取り組んでいます。これらのスーツは、ユーザーを満足させるだけでなく、柔軟性と自由を与える必要があります。「アイアンマンのような大きな機械を作るという考えは、今ではかなり古くなっています。画面上では見栄えが良いかもしれませんが、実際には最小限のものが必要です」とKazerooni氏は言います。

ソフトハーバードスーツはその一の初期の例です。もう1つは、日本のロボットメーカーであるサイバーダイン(ターミネーターの悪魔的な企業とは関係のない、エキソシーンでおなじみの顔)によって今月初めに発表されました。

彼らは私たちにHybridAssistive Limb(HAL)(下記)をもたらしたものです。サイバーダインは同じ技術を使用して、年配の銀行員が現金や紙幣の重いスタックを拾うときに使用できるこのロボットスーツを作成しました。重い荷物を持ち上げる労力を40%減らすことができますが、スーツは巨大な機械というよりも手の込んだ座席のように見えます。

現在市場に出回っている外骨格の大部分は下半身にのみ焦点を当てています。一つには、需要は単純に高くなります。結局のところ、あなたの足はあなたに機動性を与えるものです。2つ目は、可動域がより複雑なため、上半身の問題を解決するのが難しいことです。

「一杯のコーヒーを手に取り、それを動かす能力は、足を前に動かすよりも複雑です」と、UCLAのバイオニクスラボのディレクターであるジェイコブローゼン教授は言います。彼は脳卒中患者の治療を専門としています。脳卒中患者は、健康で可動性のある腕と麻痺した腕を持っていることがよくあります。目標は、外骨格を使用して、影響を受けた腕の生命を回復することです。

「私たちは予測が難しい環境に対処するように設計されています」とローゼン氏は言います。「それが、2つの腕、2つの肺、2つの腎臓がある理由です。」そして、私たちはバックアップの四肢を発芽させることができるヒトデではないので、そのような状況にどのように適応するかについてもう少し創造的にならなければなりません。

UCLA Bionics Labは現在、「鏡像」と呼ばれる手法を使用して、脳卒中患者にロボットアームを装備しています。患者は両腕(片方は健康でもう片方は麻痺)を外骨格の袖に入れてから、仮想現実システムのナビゲートを開始します。たとえば、スカッシュゲームをプレイします。患者が健康な腕を動かすたびに、電気信号がもう一方のスリーブに送信され、麻痺した腕も同じように動きます。これは、脳卒中の犠牲者が上肢の使い方を「再学習」するのに役立つ可能性があります。

理学療法に似た別の活動では、「人工力場」が作成されます。外骨格は、麻痺した腕が制限されたスペース内で動くのを助けます。ゲームでは、患者は仮想表面を「ペイント」する必要がありますが、ペイントされるはずの領域から腕が外れるたびに、ロボットスリーブが麻痺した腕を押し戻し、別の人間が患者の腕を物理的に強制する必要がなくなります。モビリティを再構築するために特定の方法で移動します。

私が話をした専門家は、外骨格が人々に彼ら自身の強さを発見する、あるいはしばしば再発見する力を与えると反響しました。ローゼン氏は、理学療法士のような仕事を排除するのではなく、ダイナミックな療法を追加し、それに基づいて構築していると述べています。セラピストの場合、あなたは他の人があなたのために持っている時間と同じだけの治療を受けます。しかし、外骨格では?「それはあなたの体が耐えることができる限りです」とローゼンは言います。「それは、セラピストが提供できる以上の方法です。」

したがって、将来の外骨格はより簡単に着用でき、体の他の部分でも利用できるようになります。しかし、それはまたより強くなるでしょう。今後数年間でエキソの進化を推進する重要な要素は、それらが作られている素材です。未来のロボスーツは、人間の能力の100倍に匹敵する強さを着用者に与えることができる興味深い新しい成分をスポーツする可能性があります。その秘密兵器:人工筋肉。

テキサス大学ダラス校のチームは昨年、高強度のポリマー釣り糸と縫い糸をねじってヘラクレスの人工筋肉を形成できることを発見した論文を発表しました。仕組みは次のとおりです。コイル状のポリマー繊維は温度の変化に反応し、加熱すると収縮し、冷却すると緩みます。自然な人間の筋肉は約20%収縮しますが、これらの材料は50%にもなります。ねじれた形状のためにさらに収縮し、ポリマーの筋肉に単なるジムに通う人間よりもはるかに強い力を与えます。

釣り糸で作られたこれらの人工筋肉には、安価なことは言うまでもなく、軽量であるという追加の利点があります。「既存の外骨格に関する現在の問題の1つは、空気圧、油圧、またはモーターで駆動されることです。彼らの自由は限られています」と研究のリーダーであるレイ・ボーマン博士は言います。「モーターは重いです。油圧システムは重いです。」

外骨格は私たちを超強力、超高速にし、悲劇的な事故や衰弱させる病気が私たちの生活がどのように展開するかについて最終決定権を持っていない世界を指し示すことができます。しかし、安全、経済的、現実的な方法で、どうすればこれらの追加の力を人間に与えることができるでしょうか?それが科学者が今答えようとしている質問です。今後数年間のエキソデザインを導く可能性が高いのは、人々が実際に着用して使用するのに十分なアクセス可能で手頃な価格にすることです。

「100,000ドルのエキソは、マネージャーが労働者のために購入するのに実際には役に立ちません」とカゼローニは言います。「私たちはあまり長く待つことはできません。これらのテクノロジーをすぐに必要とする人が多すぎます。彼らは昨日それを必要としていました。」

テクノロジーのワープスピードの開発は、多くの場合、現実をSFのように感じさせます。そして、チャンスは、exosがいつかスマートフォンと同じくらい当たり前になるでしょう。空港のラゲッジハンドラーや路上で、ACLを破ったが普通に歩くことができるアスリートが着用するウェアラブルロボットを見ることができました。スーパーマーケット、工場、スタッフが身に着けている店で、モンスターの在庫の山をこれまでになく簡単かつ迅速に移動するのを見ることができました。失われた場合、かつては永久に失われていた力を回復することさえできました。もういや。

そして、うまくいけば、ガンダムのような戦争のためにそれらを必要としないでしょう。しかし、彼らはまだ私たちをアクションヒーローにします。

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